为了解决传统标板拍摄测试广角镜头成像畸变的不准确、复现性差问题，提出了基于调制传递函数（MTF）理论的成像畸变测试方法。通过研究镜头畸变测试国内外的研究现状，重点分析了成像镜头特别是广角镜头采用传统标板拍摄测试成像畸变的缺陷。提出了一种通过测试镜头轴上有效焦距和不同角度的离轴有效焦距，并导入畸变计算公式从而得到镜头成像相对畸变的MTF测试方法。研究结果表明，采用MTF测试方法可以实现对镜头成像畸变的快速、准确的测量。

针对芯片图像分类过程中图像数量过少、需要大量人工标注以及效率低的问题，提出一种基于迁移学习的VGG-16网络芯片图像分类方法。该方法通过VGG-16网络直接从原始像素中自动学习图像特征，有效减少人工标注的成本，同时对比了VGG-16网络模型和基于迁移学习的VGG-16网络模型的准确率及其混淆矩阵。实验结果表明，所提出的基于迁移学习的VGG-16网络模型对芯片图像分类效果要优于原VGG-16网络模型。

为研究在不同方向移动的金属薄膜边缘的干扰情况下谐振激光模式的改变现象，调节定制的氦氖激光谐振腔产生高阶高斯光束，用金属薄膜边缘进行干扰，并用CCD相机对光束的演变过程进行详细记录。随着金属薄膜边缘沿X和Y正方向上位移的增加，出射的激光模式由高阶向低阶模式演化，然后变成基模，变弱直到消失。原始激光模式的阶数越高，它的演化模式光斑形状越丰富。当用金属薄膜上方边缘向Y轴正向缓慢移动进行干扰时，激光模式的演化规则是最后趋于沿X轴的分裂模式；当用金属薄膜的左侧边缘向X轴正向缓慢移动进行干扰时，激光模式的演化规则最后趋于沿Y轴的分裂模式。

针对不同激光波长激发测试样品所需拉曼光谱范围的差异性问题，同时为了保证拉曼光谱仪的小型化及高分辨率需求，提出一种以Czerny-Turner 光路结构为基础的微型拉曼光谱仪，通过Zemax光学设计软件对光谱仪的准直镜、聚焦镜、柱面镜、光栅以及CCD的倾角及距离进行了优化。该仪器激光波长为633 nm，光谱范围为640～800 nm。进一步优化光栅旋转角度并配合聚焦镜，可使此光学系统同时适用于激光波长532 nm、光谱范围540～650 nm和激光波长785 nm、光谱范围790～1 000 nm两个波段。拉曼光谱仪分辨率为0.1 nm，该光谱仪在保证高分辨率的情况下解决了不同波段范围光学结构差异性大而导致光机设计很难整合在一起的问题。

针对工业扫描枪扫描时对被扫描面的照明要求，对扫描枪照明模块进行设计。与传统的商用小型扫描枪比，设计的工业扫描枪可实现更大面积均匀矩形的照明光斑，灵敏度与照明面的锐利度都有所提升。采用两种设计方案：一种方案通过拟合一个自由曲面，使光源经过自由曲面后得到所需光斑；另一种基于传统非成像原理设计的照明光路，使用复眼匀光得到所需光斑；根据市场需求，两种设计方案均可在被扫描面距离扫描枪350 mm处呈350 mm×230 mm的均匀矩形照明面，且照明轴上点的强度大于0.2 W/cm²，全部照明面均匀度大于75%。

提出了一种实时反馈控制系统，保证波长调制干涉仪的激光光强在波长调谐过程中的稳定性，以减小波长调制干涉仪因激光光强的波动产生的相位误差。该控制系统由光电探测器、数据采集卡、光电调幅器和控制软件等组成。实验结果表明，该系统的响应速度超过了干涉仪获取干涉图的速度，不仅能够稳定输出理想的光强值，而且还提高了干涉仪的测量精度。

为了研究椭圆偏振拉盖尔?高斯光经超表面的聚焦特性，重点分析了聚焦光场的电场强度以及相位分布特性。利用时域有限差分（FDTD）方法仿真椭圆偏振拉盖尔?高斯光经超表面的聚焦光场。研究表明，椭圆偏振拉盖尔?高斯光经超表面聚焦后会在聚焦光场的纵向分量电场中出现自旋角动量转化为轨道角动量的现象，通过改变超表面的数值孔径大小、拉盖尔?高斯光的偏振类型等参数可以调控涡旋光场形态分布。该现象可应用于光镊、量子加密、光学扳手等技术中。

为分析2 m环形地基太阳望远镜系统的杂散光，对该系统光机结构进行杂散光仿真模拟。基于Tracepro软件建立2 m环形地基太阳望远镜系统的光机模型，对光机组件进行光线追迹，着重分析了系统主镜、次镜、光阑面、主镜室前表面以及桁架等组件一次散射，使用点源透过率计算方法得到系统点源透过率（PST）曲线。结果表明，当离轴角θ≥5′时，系统PST≤1.728×10^?4，2 m环形地基太阳望远镜可以较好地满足对太阳磁场高分辨率成像的需求，系统观测不会受到杂散光的影响。

针对自行研制的真空紫外-极紫外（VUV–EUV）波段反射率计运行需要，基于LabVIEW软件构建了该反射率计控制和数据采集系统。详细介绍该系统的组成和主要硬件单元模块的控制流程与方法，并给出准直调试程序和反射率数据采集程序的架构、用户界面和数据采集方法。提出的新数据采集算法有效提高了弱信号条件下反射率测量的可靠性。利用该控制与数据采集系统，对Si基板开展了准直校准与反射率测量实验。结果表明，在7.5°～87.5°范围内直通光电流信号为20 pA时仍能获得可靠的反射率，且基于入射光监测方法的反射率测量实验结果与理论计算相符更好。除在布儒斯特角附近信号电流小于本底电流0.7 pA时，反射率重复测量误差优于1.6%。

提出了一种基于射频信号的非接触式血压检测方法，设计了血压检测系统并进行了数据的测试及分析。主要针对传统袖带式血压计对于特殊人群使用不方便以及现有血压检测主流方法中光信号易受干扰、测量不准确、需要跟身体接触等问题进行了方法探究。系统发射射频信号到身体上的待检测点，然后采集反射回来的信号，由多普勒效应原理可以得到脉搏波传导的波形图，并计算脉搏波传导时间，代入血压计算模型中，得到血压值，从而实现非接触式连续检测、监测。实验结果证明，该装置可以实现对血压的非接触式连续检测和监测，为便携式可穿戴式血压测量及实时监测设备提供了可参考的实施方法。

介绍了光学元件的疵病类型以及疵病检测标准，全面介绍了光学元件疵病检测方法的国内外发展现状。归纳出目前光学元件的疵病检测标准和检测方法的发展趋势及关键技术。分析表明，目前已有的疵病检测方法中还缺乏一种检测手段可以做到对所有类型疵病实现所需精度的检测，并且由于视场受限、难以定量等技术障碍而无法建立高效、自动化的检测分析设备。

为实现物质荧光量子产率的绝对法测量，研制了一套绝对荧光量子产率测量系统。系统主机采用国产荧光分光光度计，激发和发射波长范围均为200～900 nm。光路设计采用积分球技术，保证了样品的散射和发射光线被充分收集，具备进行绝对法荧光量子产率计算的基础。光谱校正采用罗丹明B量子计数器和标准钨灯相结合的方式，确保测量结果的准确性。研制的荧光量子产率分析软件具备自动光谱校正和自动计算量子产率功能。测试结果表明，系统的测量准确性较高，可满足大部分荧光物质的测试要求。